JPS61207215A - 車両の振動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンの振動によって発生する単体の振
動を抑制する車両の振動制御装置に関する。

〔従来の技術〕

自Ｓ卓などの車両における重要な技術的な課題の１つに
、振動に対して乗り心地などの優れた快適車両の追求が
ある。

この乗り心地の向上に関連して車体を叉持するＶ”ｌツ
クアブソーバの減衰力制御装置の装着、さらに、エンジ
ンを叉持するマウント機構に振動吸収機能？付与するな
どの工夫を施して車体振動の低減を図っている。

ところが、横置きニンジンでＦＩＴ’（フロントエンジ
ン、フロントドライブ）方式では、とくにエンジンの駆
動反トルクが大きくなり、その方向が車体の振動方向と
一致するために、エンジンからの変動トルクがエンジン
マウントを介して伝達され、車体の振動が過度に励起さ
れる問題が表面化する。

そのため、エンジンマウントはつぎのような条件を満足
しなければならない。すなわち、駆動反トルクが大きい
領域では、エンジンおよびマフラなどの排気系の変位量
を制限するため、エンジンマウントは剛性化する必要が
あり、アイドリングおよび中高回転域における比較的ト
ルクが小さい領域では、振動絶１ｋを主目的としてマウ
ントは低剛性にする必要がある。これら相反する条件°
を高次元に実現する手段はきわめて困難で、また、車体
の曲げモード振動の固有振動数がアイドリング回転数域
に近接ないしは一致する場合、車体の振動が大きくなり
、乗り心地が低下する問題がある。

ここにおいて、エンジンマウントを含めて車体振動の低
減は車両の乗り心地、快適性の向上を図るうえで重要な
技術的課題である。とくに、槓置きエンジンでＦＦ［ｗ
Ｊ方式を採用する車両では、アイドリング回転数領域に
車体の固有振動数が近接ないしは存在すること、さらに
は変動トルクの方向が車体の振動方向と一致するなどに
よって車体には過一度の振動が励起され、乗り心地や快
適性などの低下には著しいものがあった。

第９図は車両の車体振動発生メカニズムを示しており、
（υはエンジン、（２）はエンジン（１）の前方側を弾
性的に支持しているフロントエンジンマウン）　、（３
）は後方側を支持しているリアーエンジンマウン）　、
（４）は車体であり、エンジン（υは、エンジンマウン
ト（２）　、　（３）を介して車体（４）に装着されて
いる。ところで、横置きエンジンでは、エンジン（υの
シリンダは複数個あシ、その配列は車体（４）に対して
横断する方向すなわち長手方向に直角になる。

このためエンジン＜１）の挙動は矢印方向にシリンダの
圧力変動に伴なう変動ト〃りを受けて駆動軸を回転中心
とするロッキング摂動が励起される。

一方、車体（４）の振動特性には破線で示すような車体
全体が曲げ変形する弾性モードで振動する固有振動数〔
通常２５Ｈ２（≠１５００回／分）〕が存在する。

とくに、エンジン（υのロッキング振動の周波数と車体
の固有振動数とが一致ないしは近くなるアイドリング回
転数領域（４気筒では、１２００〜１６００回爆発／分
）では、車体は共振現象によって過度の振動が励起され
、これによって、座席に振動が伝達されて乗り心地や快
適性が低下し、乗員に肉体的、精神的な苦痛を与える。

一方、本出願人は、この出願に先立って、橋のような構
造物の振動を抑制する振動制御装置を提供した（たとえ
ば、特開昭５７−０４１０９３号公報）。

上記振動制御装置は、抑制の対象物の振動を検出し、こ
の検出出力にもとづいて減衰装置を作動させ、対象構造
物の振動性状に応じた振動制御力を積極的に加えること
により、対象構造物の振動低減を実現している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、車両の制振装置は未だ実現されていない
。また、車両には上記のように、振動の低減が要望され
る停車時（アイドリング時）と振動の低減をそれ程必要
としない走行時がちシ、上記公報の振動制御装置をその
まま車両に適用することは好ましくない。

とくに、上記振動制御装置には可動質量物体という可動
部分があり、走行時に、車両への路面からの入力または
道路の凹凸によって、上記可動質量物体が振動し、大き
な外乱の下ではケーシングへ衝突するなど騒音の発生原
因となったり、さらには常時動いているため可動質量物
体の付属部品、たとえばスライドベアリングの摩耗が生
じるなど、車両特有の問題点がある。

この発明は、このような問題点を解消する目的でなされ
たもので、車体の振動を低減し、乗り心地や快適性の向
上を図るだけでなく、車体に制振力を付与するアクチュ
エータの耐久性および信頼性を向上させた車両の振動制
御装置を得ることを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る車両の振動制御装置は、エンジンまたは
車体の振動を検出する振動検出器と、車体に弾性体を介
して取９付けられた可動質量物体を有し上記振動検出器
からの検出信号にもとづいて駆動されて車体に制振力を
加えるアクチュエータと、上記振動検出器からの検出信
号にもとづいてアクチュエータを駆動する制御部と、走
行状態検知手段と、上記町Ｓ：ａ量物体を走行時に固定
状態とする固定機構とを備え、この固定機構は、上記可
動質量物体を車体に押し付ける押付具と、この押付具に
より仕切られた二つの空間と、一方の空間に位置し、上
記押付具を解除方向へ付勢する弾性体と、走行状態検知
手段からの信号にもとづいて作動し、上記弾性体が位置
する１万の空間を、走行時には、エンジン負圧発生部に
連通させ、停車時には、正圧部に連通させる切換弁とか
らなり、上紀二つの空間のうち他方は正圧部に連通され
ている。

ここで、正圧部とは、上記エンジン負圧発生部の負圧力
よりも高い圧力をもった部分をいい、大気をも含む。

〔作用〕

この発明では、アクチュエータの駆動により、一体に作
用する変動トｐり外乱を相殺するように、可動質量物体
の慣性力とつり合う制振力が車体に付与されるので、車
体の振動は低減する。

また、走行時は、負圧の導入により生じた差圧により、
押付具は弾性体に抗して車体に押付けられ、可動質量物
体は固定される。一方、停車時（アイドリング時）は、
正圧の導入により上記差圧は消失し、押付具は上記弾性
体で弾支されるので、可動質量物体は可動状態を取り戻
すことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図はこの発明に係る振動制御装置の一実施例を示す
構成図でおる。図において、（６）は車体（４）に装着
するアクチュエータ、（７）はエンジン（υに固着し、
エンジン（１）の振動を検出する振動センナ、（８）は
振動センサ（７）からの振動検出信号にもとづいてアク
チュエータ（６）を駆動させる制御回路である。

第２図および第３図は、アクチュエータ（６）の実施例
を示すもので、可動質量物体（９）の慣性力を利用して
制振力を車体（４）に作用させる動電型リニアアクチュ
エータの縦断面図であって、それぞれアイドリング時お
よび走行時におけるアクチュエータ（６）の状態、すな
わち可動質量物体（９）の開放状態および固定状態を示
している。第２図において、（６）は永久磁石、■は円
筒状のヨークで、可動質量物体（９）はこのヨーク＠と
永久磁石αυとからなる。

μｓはコイμ、α◆はコイ／ｌ１０３を支持するコイμ
サボ−）　、Ｑ５はヨーク■の上下端部罠配設されヨー
クａ３を保持する支持ばね、ｕｅはヨークＤを貫通した
ガイド棒、兜はヨーク四の上下端部に固着したスライド
ベアリングで、ガイド棒α・に沿って摺動し、ヨーク＠
は上下方向にリニアに駆動される。（至）はケーシング
である。

また、αりは可動質量物体の固定装置、（２）はベロー
フラムで、このベローフラム（２）の外１ｍは保・持具
（３７）によって、アクチュエータ（６）に固定され、
その構造は気密結合である。りは押付具で、上記ベロー
フラム四と、このベローフラム（財）の内ＲＷＪＦＷｔ
）＃＆＋瓜れ奔淵行蝋鋤シ禍為ム外ス−との禰什具四に
よって可動質量物体（９）を押し付けたり、開放させた
シする。押付具りの下方部には、圧縮状態で組み込まれ
た押付けばね（財）を配設し、この押付けばね四が配設
され、押付具四によって仕切られた空間Ｉ　Ｃ３５）は
負圧ポート（至）を通じて、第４図に示す切換弁を構成
する三方パルプ＠を介し、吸気管（至）における負圧発
生部に連通される。一方、第２図の可動質量物体の固定
装置頭内で、押付具［株］の上方に位置する空間１　（
３６）は正圧ポー）Ｈｌ−介して正圧部である大気に連
通されている。

第４図はアクチュエータ（６）の結合図で、（ハ）は三
方パμグ（支）を駆動するソレノイド、四は三方バ〃プ
（財）のボー）、（３１）はスロットμパμプ、　（３
２）は気化器％（３３）はエンジンの吸気管（７）と三
方パルプ（支）のボート四とを連結するパイプｌ、（３
４）は三方パルプ匈のボート翰とアクチュエータ（６）
の負圧ポート（至）とを連結するパイプＩである。

また、第５図は上記制御回路（８）のブロック図で、（
８１）は振動検出回路、（８２）は演算回路、（８３）
は駆動回路、　（４１）は走行状態検知手段としての工
ンジン回転数検知回路、（４２）はパルプ制御回路であ
る。

つぎに、動作について説明する。振動センナ（７］で検
出されたエンジン（υの変動トルク外乱は、電気信号と
して取り出され、振動検出回路（８１）に入力され、こ
の振動検出回路（８１）で増幅された信号は、演算回路
（８２）に入力される。演算回路（８２）は、所定のゲ
イン、位相特性をもつ回路で、電気信号のゲイン、位相
を調整してつぎの駆動回路（８３）に伝送する。

上記駆動回路（８３）は、アクチュエータ（６］を駆動
するためのパワーを供給するものであり、これによって
、アクチュエータ（６）から発生する制御力を車体（４
）の振動を抑制する方向に印加し、車体（４）の振動を
積極的に低減することができる。、′一方、三方バルブ
弼に対しては、アイドリング時と走行時の判別をするた
めに、エンジン回転数検知回路（４１）でエンジン回転
数を検知して制御および駆動を行う。すなわち、エンジ
ン回転数検知回路（４１）で上記判別が行われると、駆
動回路（８３）からパルプ制御回路（４２）へ電気信号
が送られ、三方パルプ（ロ）を作動させて、走行時は負
圧ボート（至）をエンジンの吸気管（７）と連通状態と
し、一方、アイドリング時には負圧ボート（至）を正圧
部（たとえば大りと連通させる。

上記エンジン回転数検知回路（４１）への入力信号は振
動センサ（７）から送られてくるが、エンジン点火バル
ヌの端子（図示せず）から取るようにしてもよい。

つぎに、リニアアクチュエータ（６）の動作について説
明すると、第２図において、永久磁石αυは半径方向に
着磁されてヨーク＠に固着され、磁気回路を形成してコ
イ１ｖ（ｔ３が挿入される空隙では所定の磁束管度が生
ずる。これによシコイＡ１０．１に駆動回路（８３）　
（第５図参照）よフ駆動電流が供給されると、電磁気宇
作用によってコイ／Ｉ／ＣＪ３と永久磁石（ロ）との間
には電磁力が発生する。このとき、作用。

反作用の原理に基づきコイル賂に生じた電磁力はコイル
サポートα◆を介して車体（４）に固着されるケーシン
グ（至）へ伝達され車体（４）に作用する。一方、永久
磁石（ロ）に発生する電磁力はヨーク■を支持する支持
ばね（２）の復元力と可動質量物体（９）の慣性力との
和とつり合う。

上記の力学的モデルを第６図に示す。…は制振駆動部、
Ｒｄは支持ばね（ト）のばね定数、Ｕはエンジン（υの
振動速度に比例する電磁的作用にもとづくアクチュエー
タの駆動力で、車体（４）には可動質量物体（９）の慣
性力とつり合いながら制振力Ｔが車体に印加され、車体
（４）にはダンピング作用として働く。また支持ばね（
至）はヨーク＠の中立位置を確保する丸めのものである
。

上記の構成によシアクチュエータで発生する振動速度に
比例した駆動力Ｕを車体（４）に印加させるため、車体
のダイビング特性が向上し、振動の低減が図れる。

つぎに、可動質量物体（９）の固定機構の動作を説明す
る。

第７図はアクチュエータ（６）の動作状態を示す説明図
である。通常の走行時には、第４図に示す三方バルブ＠
全ソレノイド＠Ｏ駆動により動作させることにより、負
圧ボート（ハ）はパイプ（３３）、（３４）を介してエ
ンジンの吸気管（７）と連通状態となる丸め。

第３図の空間１　（３５）は吸気され負圧になる。その
ため、空間１　（３６）は空間１　（３５）よシ圧力が
高くなり、ベローフラム＠には矢印で示したように正圧
（大気圧）が作用し、押付けばねぐυのばね力に打勝っ
て押付具に）を下方に押し下げ、それによって、可動質
量物体（９）は下方へ押付は固定される。

一方、アイドリング時には、上記三方バルブ（財）の作
動によシ、第２図に示す押付具磐下方の空間１（３５）
を正圧部（大気）に連通させる。そうすると、空間１　
（３５）と空間１　（３６）の圧力差は消失し、押付け
ばねｆ２ηによシ押付具翰は上方に押し上げられ、可動
質量物体（９）紘開放される・このようにして、エンジ
ンの吸気管（７）の負圧を利用して、走行時は、押付具
■を押し下げて可動質量物体（９）を固定させ、一方、
アイドリング時は、押付けばねシυのばね力で可動質量
物体（９）を可動状態とするので、アクチュエータ（６
）は作動可能状態となる。

上記固定装置αつ全設置することによシ、可動質置物体
（９）は通常の走行時には固定状態にあるので、車両へ
の路面からの入力または道路の凹凸による可動質量物体
（９）の振動、および大きな外乱によるケーシング（至
）への可動質量物体（９）の衝突等を回避することがで
き、騒音発生および可動質量物体（９）付属部品の摩耗
等、アクチュエータ（６）としての寿命や信頼性に対す
る問題点を解消することができる。

上記実施例では、三方パμプ勿の制御は駆動回路（８３
）からの電気信号をパルプ制御回路（４２）に入力して
行なったが、第８図に示すように、エンジン回転数検知
回路（４１）からの出力信号をパルプ専用の駆動回路（
４３）に入力して行うようにしてもよい。

また、振動センサ（７）全車体（４）に固定し、車体振
動を検出するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、アクチュエー
タからの制振力が変動トルク外乱を相殺するので、車体
へ印加される変動トμり外乱が軽減でき、車体への振動
が低減されて車両の乗９心地および快適性を大幅に改善
することができる。

また、アクチュエータの可動質量物体はアイドリング時
、すなわち必要時のみ作動可能状態となり、通常の走行
時は固定状態であるので、走行時も可動状態の場合の弊
害を除去することができ、アクチュエータの信頼性を著
して向上させることができる。

さらに、アイドリング時には、二つの空間の間には差圧
がないので、押付具を弾支して可動質量物体を可動状態
とする弾性体は弾性力の小さい小形のものでよく、振動
制御装置の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る振動制御装置の一実施例を示す
構成図、第２図はアイドリング時におけるアクチュエー
タの状態を示す縦断面図、ｔＩｇ３図は走行時における
アクチュエータの状態を示す縦断面図、第４図はアクチ
ュエータの結合図、第５１は制御回路のブロック図、第
６図はアクチュエータの力学的モデル図、第７図はアク
チュエータの動作状態を示す説明図、第８図は制御回路
の他の実施例を示すブロック図、第９図は車両の振動発
生メカニズムを示す説明図である。 （１）・・・エンジン、（４）・・・車体、（６）・・
・アクチュエータ、（７）・・・振動センサ、（８）・
・・制御回路、（９）・・・可動質量物体、αＧ・・・
支持ばね、？η・・・押付けばね、脅・・・押付具、勿
・・・三方バルブ（切換弁）、（至）・・・吸気管、（
３５）・・・空間１　、（３６）・・・空間ｌ、（４１
）・・・エンジン回転数検知回路（走行状態検知手段）
。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンまたは車体の振動を検出する振動検出器
   と、草体に弾性体を介して取り付けられた可動質量物体
   を有し上記振動検出器からの検出信号にもとづいて駆動
   されて車体に制振力を加えるアクチュエータと、上記振
   動検出器からの検出信号にもとづいてアクチュエータを
   駆動する制御部と、走行状態検知手段と、上記可動質量
   物体を走行時に固定状態とする固定機構とを備え、この
   固定機構は、上記可動質量物体を車体に押し付ける押付
   具と、この押付具により仕切られた二つの空間と、一方
   の空間に位置し、上記押付具を解除方向へ付勢する弾性
   体と、走行状態検知手段からの信号にもとづいて作動し
   、上記弾性体が位置する一方の空間を走行時にはエンジ
   ン負圧発生部に連通させ、停車時には正圧部に連通させ
   る切換弁とからなり、他方の空間は正圧部に連通されて
   いることを特徴とする車両の振動制御装置。